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上颌横向发育不足是常见的骨骼畸形，正畸治疗常采用上颌扩弓术。研究人员对比 6 周龄和 12 月龄小鼠上颌扩弓时腭中缝的骨重塑情况，发现衰老会抑制成骨细胞、破骨细胞活性及间充质干细胞（MSCs）增殖，增加 MSCs 凋亡，为制定年龄特异性治疗方案提供依据。
在正畸治疗的世界里，上颌横向发育不足是个让不少患者和医生头疼的问题。大约 23.3% 处于乳牙列期的儿童、30% 的成年正畸患者都受其困扰。它不仅会引发咬合不协调，让患者吃饭都不顺畅，还可能导致面部不对称，影响颜值，甚至造成呼吸困难，严重降低生活质量。
为了解决这个难题，上颌扩弓术应运而生。这项技术通过机械力将两侧上颌骨分开，在腭中缝处制造间隙，之后间隙会逐渐被血液、肉芽组织填充，再进行新骨形成。目前，临床医生通常会让患者佩戴扩弓器 4 - 6 个月，期望借此确保骨形成和重塑顺利完成，可不论患者年龄大小都采用这一固定的方案。问题在于，人体对机械力的细胞反应很可能会随着年龄变化而不同，不同年龄段患者的骨形成和重塑过程也许存在差异。但到现在，针对不同年龄组腭中缝骨形成的评估和比较研究少之又少。同时，间充质干细胞（MSCs）在颅面骨缝中对维持骨稳态起着关键作用，它能响应机械刺激，分化成多种细胞，不过年龄对 MSCs 功能的影响尚无定论。在这样的背景下，开展一项深入研究就显得尤为必要。
美国宾夕法尼亚大学的研究人员勇敢地挑起了这一研究重担。他们以 6 周龄（相当于人类青少年早期）和 12 月龄（代表中年阶段）的小鼠为研究对象，为小鼠安装上颌扩弓装置，施加 0.012 英寸不锈钢正畸丝产生的 25g 力，来模拟临床的上颌扩弓过程。研究结束后，相关成果发表在了《Bone》杂志上。该研究发现，衰老对机械力诱导的骨重塑有着负面影响，与年轻小鼠相比，中年小鼠的 MSCs 增殖减少、凋亡增加；年轻小鼠在骨髓腔和骨膜处破骨细胞形成更早且更活跃，腭中缝处成骨标记物表达也更高。这一成果为制定更科学、更具针对性的年龄特异性正畸治疗方案提供了重要的理论依据，有助于提升正畸治疗效果，改善患者生活质量 。
研究人员在研究过程中运用了多种关键技术方法。首先，建立小鼠上颌扩弓模型，通过腹腔注射氯胺酮（80mg/kg）和赛拉嗪（5mg/kg）对小鼠进行全身麻醉后安装扩弓装置。其次，使用 MicroCT 分析技术，来评估腭中缝宽度、骨体积分数等指标；运用抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）染色观察破骨细胞活性；采用免疫荧光 / 免疫组化染色，使用针对 RUNX2、碱性磷酸酶（ALP）、Gli1 和 Ki67 的抗体，探究新骨形成、MSCs 增殖情况；借助 TUNEL 检测分析 MSCs 凋亡。
下面详细介绍研究结果：
- 腭中缝间隙、磨牙间宽度和骨体积分数：研究发现，年轻和中年小鼠的腭中缝在扩弓后都成功打开且呈直线状。从第 0 天到第 14 天，在拉力作用下，两组小鼠的腭中缝宽度都显著增加（P < 0.05）。实验开始时，年轻小鼠腭中缝口腔三分之一处宽度为 0.09 ± 0.01mm ，到第 14 天增至 0.19 ± 0.04mm；中年小鼠起始宽度为 0.06 ± 0.01mm ，第 14 天达到 0.13 ± 0.03mm 。这表明在机械力作用下，不同年龄小鼠的腭中缝都能有效扩张。
- 破骨细胞活性和新骨形成：通过 TRAP 染色观察破骨细胞活性，发现年轻小鼠在扩弓后破骨细胞活性出现得更早且更强烈。在新骨形成方面，年轻小鼠腭中缝处 RUNX2 和 ALP 的表达水平更高，这两种物质是重要的成骨标记物，其高表达意味着年轻小鼠新骨形成能力更强。
- MSCs 增殖和凋亡：免疫荧光染色显示，在扩弓第 3 天，年轻小鼠 Gli1+Ki67+免疫阳性细胞比例更高，说明其 MSCs 增殖更活跃；而中年小鼠 Gli1+TUNEL+阳性细胞比例更高，表明中年小鼠 MSCs 凋亡更多。
综合研究结论和讨论部分，这项研究意义重大。MSCs 在机械力诱导的骨重塑中起着不可或缺的作用，拉伸力可刺激其向成骨细胞分化，促进新骨形成。该研究首次清晰地揭示了衰老对机械力诱导的骨重塑的负面影响机制，即衰老会减少破骨细胞生成、成骨作用以及 MSCs 增殖，同时增加 MSCs 凋亡。这为正畸医生在制定治疗方案时提供了关键参考，提示医生应根据患者年龄差异调整治疗策略，比如对于年龄较大的患者，可能需要采取更温和的扩弓方式，或者延长治疗时间，以达到更好的治疗效果和稳定性，有望推动正畸治疗向更精准、更个性化的方向发展。
